計算機硬件及組成原理

內(nèi)容概要

本書從實用角度詳細介紹了現(xiàn)代微處理器的體系結(jié)構(gòu)，旨在為讀者揭開現(xiàn)代嵌入式計算機系統(tǒng)PC機的神秘面紗，幫助讀者了解這些日常生活中已經(jīng)無處不在的復(fù)雜機器。書中解釋了硬件和軟件是如協(xié)同作用完成現(xiàn)實世界中的各項任務(wù)的。    與其他類似的主題簡單演示如何設(shè)計計算機硬件的圖書不同，本書從軟件開發(fā)者的角度出發(fā)，全面分析了整個計算機，重點講解了計算機的優(yōu)勢和弱點，解釋了如何處理存儲器問題，如何寫出能直接與底層硬件交互并充分利用底層硬件的高效匯編代碼。    此外，本書還介紹了從簡單的嵌入式應(yīng)用的8位微處理器轉(zhuǎn)向PC和工作站工作時應(yīng)如何進行決策。這在同類書中是絕無僅有的。同時，書中還闡明了代碼行為和機器操作之間的聯(lián)系，以幫助讀者更好地理解計算機在速度和資源方面的局限性。    本書第1部分：硬件基礎(chǔ)和數(shù)字體設(shè)計    涵蓋了計算機和硬件基礎(chǔ)，包括邏輯門和簡單的數(shù)字化設(shè)計。詳細講解了現(xiàn)代操作下硬件開發(fā)的各種元素，如指令系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、存儲器和I/O結(jié)構(gòu)以及數(shù)字轉(zhuǎn)換。    第2部分：匯編語言編程    從最低層——匯編語言，即計算機的指令系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)（ISA）語言——討論軟件；覆蓋了當(dāng)前最常見的三種體系結(jié)構(gòu)，可幫助讀者深入理解現(xiàn)代計算機設(shè)計的基礎(chǔ)。    第3部分：計算機體系結(jié)構(gòu)    從宏觀角度剖析計算機，著重探討了在各自的匯編語言指令系統(tǒng)和編譯器環(huán)境下，CISC（復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機）和RISC（精簡指令系統(tǒng)計算機）兩種微處理器體系結(jié)構(gòu)之間的區(qū)別。重點討論了性能問題，包括統(tǒng)譯器優(yōu)化、操作系統(tǒng)調(diào)優(yōu)、管道、緩存、虛擬內(nèi)存以及硬件以后的可重配置性等。    本書特點    ·采用目前最常見的三種計算機體系結(jié)構(gòu)作為示例：Freescale 6800、Inteli86和ARMv3。    ·內(nèi)容講解非常直觀——書中包含多種簡圖和圖表。    ·匯聚作者在業(yè)界多年的實際經(jīng)驗和敏銳的洞察力。    本書附帶光盤包括：    ·業(yè)界多位知名專家關(guān)于硬件設(shè)計和開發(fā)的11個視頻講座。    ·課件使用的幻燈片。    ·三種示例體系結(jié)構(gòu)的指令系統(tǒng)仿真器。

作者簡介

Arnold S.Berger Washington-Bothell大學(xué)計算機和軟件系統(tǒng)系的高級講師，擁有康奈爾大學(xué)的學(xué)士和博士學(xué)位。Berger博士曾但任Arnold Microsystems公司研發(fā)部門主管、Advanced Micro Devices公司嵌入式工具的營銷經(jīng)理和惠普公司的研發(fā)項目經(jīng)理。Berger博士已發(fā)表了40多篇關(guān)

書籍目錄

PrdfaceAcknowledgmentsWhat's on the DVD-ROM?CHAPTER 1:Introduction and Overview of Harware Architecture  Introduction  A Brief History of Computing  Number Systems  Convertin Decimals to Bases  Engineering Decimals to Bases  Engineerinng Notation  Summary of Chapter1  Exercises for Chapter1CHAPTER 2:Introduction to Digital Logic   Electronic Gate Desription  Truth Tables  Summary of Chapter2  Exercises for Chapter2CHAPTER 3:Introdrction to Asynchronous Logic  Introduction  Laws of Boolean Algebra  The Karnaugh Map  Clocks and Pulses  Summary of Chapter3   Exercises for Chapter3CHAPTER 4:Introduction to Synchronous Logic  Flip-Flops  Storage Ragister  Summary of Chapter4  Exercises for Chapter4CHAPTER 5:Introduction to State Machines  Modern Hardware Design Methodollgies  Summary of Chapter5  Exercises for Chapter5CHAPTER 6:Bus Organization and Memory Design  Bus Organixation  Address Space  Direct Memory Access(DMA)  Summary of Chapter6  Exercises for Chapter6CHAPTER 7:Memory Organization and Assembly Language Programming  Introduction  Label  Effective Addresses  Pserdo Opcodes  Data Storage Directives  Analysis of an Assembly Language Program  Summary of Chapter7  Exercises for Chapter7CHAPTER 8:Programming in Assembly Language  Introduction  Assembly Language and C++  Stacks and Subroutines  Summary of Chapter8  Exercises for Chapter8CHAPTER 9:Advanced Assembly Language Programming Concepts  Introduction  Advanced Addressing Modes  68000Instructions  MOVE Intructions  Logical Intructions  Other Logical Instructions  Summary of the 68K Instructions  Compilers and Assemblers  Summary of Chapter9  Exercises for Chapter9CHAPTER 10:The Intel x86 Architecture  Introduction  The Architecture of the 8086CPU  Data,Indes and Pointer Registers  Flag Registers  Segment Registers  Instrrction Pointer(IP)  Memory Addressing Modes  X86 Instrrction Format  ……CHAPTER 11:The ARM ArchitectureCHAPTER 12:Interfacing with the Real WorldCHAPTER 13:Intoduction to Modern Computer ArchitecturesCHAPTER 14:Memory Revisited,Caches and Virtual Memory CHAPTER 15:Performance Issues in Computer ArchitectureCHAPTER 16:Future Trends and Reconfigurable HardwareCHAPTER A:Solutions for Odd-Numbered Exercises About the AuthorIndes

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